Question

【題目】鋁是一種重要的金屬，在生產、生活中具有許多重要的用途，如下框圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：
已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3 ， 此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學方程式為：2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O═Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH
回答下列問題：
（1）溶解鋁土礦時，發生反應的離子方程式為、 ．
（2）濾渣A的主要成分是；硅鋁酸鹽沉淀寫成氧化物的形式是 ．
（3）在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑而不使用鹽酸的原因是 ．
（4）若該工廠用mkg鋁土礦共制得nkg Al（假設每步反應進行完全），則鋁土礦中Al2O3的質量分數為 ．
（5）若將鋁溶解，下列試劑中最好選用（填編號）．
A.濃硫酸
B.稀硫酸
C.稀HNO3
D.濃HNO3
（6）電解冶煉鋁時用Na3AlF6作助熔劑，Na3AlF6是配合物，其中內界是 ， 配位數為 ．

Answer 1

【答案】
（1）2OH﹣+Al2O3═2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O
（2）Fe2O3、Na2Al2SiO8；Na2O?Al2O3 ． ?2SiO2
（3）鹽酸是強酸，Al（OH）3溶于強酸而不溶于弱酸，通入二氧化碳是為了提高Al2O3的提取率
（4）5100n/27m%或 1700n/9m%
（5）B
（6）[AlF6]3﹣；6
【解析】解：（1）Al2O3是兩性氫氧化物，SiO2是酸性氧化物，都要與強堿反應生成鹽和水．所以答案是：2OH﹣+Al2O3═2AlO2﹣+H2O；SiO2+2OH﹣═SiO32﹣+H2O（2）由于氫氧化鈉是足量的，所以Al2O3和SiO2充分反應，生成Na2SiO3和NaAlO2 ，
而鋁土礦的主要成分是Al2O3 ， SiO2少量，那么生成的Na2SiO3少，NaAlO2多，
發生反應2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O═Na2Al2Si2O8↓+2H2O+4NaOH后，
濾渣有之前不反應的Fe2O3和生成的Na2Al2Si2O8 ， 濾液中有NaOH、余下大量的NaAlO2；
氧化物的形式是：金屬氧化物非金屬氧化物水，注意活潑金屬氧化物寫在前，注意原子個數的比例與原化學式中相同，
寫成Na2OAl2O3 ． 2SiO2 ．
所以答案是 Fe2O3、Na2Al2Si2O8 Na2OAl2O3 ． 2SiO2（3）從第2小題的分析可知濾液中的NaAlO2要轉化成Al（OH）3不能用鹽酸，鹽酸是強酸，
強酸過量后Al（OH）3會溶解．
所以答案是：鹽酸是強酸，Al（OH）3溶于強酸而不溶于弱酸，通入二氧化碳是為了提高Al2O3的提取率．（4）已知鋁nkg，可算出鋁的物質的量，n（Al）= mol，根據原子守恒：2Al～Al2O3 ， 三氧化二鋁的物質的量n（Al2O3）= n（Al），
n（Al2O3）= ，所以Al2O3的質量為
m=n（Al2O3）M（Al2O3）= mol×102 gmol﹣1 = g，所以Al2O3的質量分數為Al2O3的質量除以鋁土礦的總質量，即 ÷1000m= ；質量分數一般要乘以100%．
所以答案是： % 或 %． （5）鐵、鋁遇濃硫酸、濃硝酸會鈍化，稀硝酸與鋁反應產生有毒氣體，且等量的鋁溶解消耗稀硝酸更多，消耗稀硫酸更少，從環保、節約的角度考慮，應用稀硫酸溶解鋁．
故選B．（6）在配合物中，內界是配位單元，含配位鍵，內界是復雜離子，外界是簡單離子；配位原子是提供孤對電子的原子，配位數是配位原子的數目，這里的配位原子是氟原子，有6個．
所以答案是：[AlF6]3﹣；6．